Przeciążenia i przekroczenia dopuszczalnych wartości pojazdów drogowych powodują znaczne uszkodzenia nawierzchni dróg i stwarzają duże ryzyko wystąpienia wypadków związanych z bezpieczeństwem, co jest szczególnie poważnym problemem w naszym kraju, gdzie 70% zdarzeń związanych z bezpieczeństwem ruchu drogowego wynika z przeciążenia pojazdów i przekroczenia dopuszczalnych wartości. Skutkuje to bezpośrednimi stratami gospodarczymi w wysokości prawie 3 miliardów RMB, przy czym straty wynikające z przeciążenia pojazdów i przekroczenia limitów na autostradach przekraczają 30 miliardów RMB rocznie. Dlatego niezwykle ważne jest monitorowanie i nadzorowanie przeciążonych pojazdów na autostradach.
Aby regulować przeciążenie pojazdów bez zakłócania ruchu, opracowano system dynamicznego ważenia autostrad w ruchu (WIM). System ten wykorzystuje piezoelektryczne czujniki kwarcowe do szybkiego pomiaru masy pojazdu, gdy pojazdy przejeżdżają po powierzchni drogi z dużą prędkością (<120 km/h), i uruchamia kamery monitorujące w celu fotografowania.
Czujniki kwarcowe Enviko zostały specjalnie zaprojektowane do niedrogich, wysokowydajnych piezoelektrycznych czujników kwarcowych do dynamicznego ważenia autostrad i ochrony mostów. Czujniki te, wykonane z wysokowytrzymałego stopu aluminium lotniczego i precyzyjnej obróbki, charakteryzują się wysoką odpornością na ściskanie, rozciąganie, zginanie, ścinanie i obciążenie zmęczeniowe. Dzięki obróbce starzenia czułość czujnika pozostaje stabilna przez dziesięciolecia.
Wypełnione od wewnątrz specjalną elastyczną pastą izolacyjną czujniki kwarcowe Enviko utrzymują stabilne ciśnienie wewnętrzne, skutecznie blokując wilgoć, przy typowej wartości impedancji izolacji wynoszącej 200 GΩ.
Koła, osadzone w nawierzchni drogi, podczas przejazdu pojazdów dociskają powierzchnię nośną czujnika, powodując, że kryształy kwarcu wewnątrz czujnika generują ładunek w wyniku efektu piezoelektrycznego. Ładunek jest następnie wzmacniany przez zewnętrzny wzmacniacz ładunku do postaci sygnału napięciowego, który jest wprost proporcjonalny do ciśnienia przyłożonego do czujnika. Obliczając sygnał ciśnienia, można uzyskać masę każdego koła, a tym samym całkowitą masę pojazdu.
Charakterystyka stosunku ciśnienia do ładunku piezoelektrycznych czujników kwarcowych pozostaje niezmieniona niezależnie od temperatury, czasu, wielkości obciążenia i prędkości obciążenia. Dlatego nawet gdy pojazdy przejeżdżają po powierzchni pomiarowej z dużą prędkością, czujniki kwarcowe mogą zachować wysoką dokładność pomiaru.
Po osadzeniu czujników WIM w nawierzchni drogi są one poddawane działaniu światła słonecznego, deszczu i nacisku kół, co sprawia, że testy niezawodności mają kluczowe znaczenie.
Test cykliczny temperatury i wilgotności:
Czujniki z powierzchniami nośnymi umieszcza się w komorze do testów środowiskowych w celu przeprowadzenia testów cyklicznych temperatur i wilgotności w zakresie od -40 ℃ do 85 ℃ na 500 godzin. Podczas testu impedancja izolacji czujników nie może być niższa niż 100GΩ. Po teście cyklicznym temperatury i wilgotności czujniki poddawane są testom ochrony izolacji i obciążeniu zmęczeniowemu.
Test obciążenia zmęczeniowego:
W teście zmęczenia obciążeniowego stosuje się cykliczne ciśnienie 6000 N przy użyciu stalowej głowicy ciśnieniowej o szerokości 50 mm x 50 mm w trzech pozycjach na końcach i środku czujnika, przy załadunku i rozładunku raz na sekundę, co daje łącznie 1 000 000 obciążeń zmęczeniowych. Zmiana czułości obciążonych pozycji testowych musi wynosić <0,5% i nie powinno występować żadne uszkodzenie ani oderwanie powierzchni nośnej.
Ochrona izolacji:
Test ochrony izolacji polega na całkowitym zanurzeniu czujnika w wodzie, cyklicznie od temperatury pokojowej do 80 ℃, a całkowity czas trwania testu wynosi 1000 godzin. Przez cały czas trwania testu rezystancja izolacji czujnika nie może być niższa niż 100GΩ.
Liniowość sygnałów piezoelektrycznego czujnika kwarcowego jest krytycznym wskaźnikiem procesów produkcyjnych i dokładności. Doskonałe piezoelektryczne czujniki kwarcowe zapewniają FSO<0,5% w całym zakresie. W przypadku czujników WIM błąd czułości w dowolnym miejscu na długości czujnika nie może przekraczać 2%. Dlatego przy produkcji czujników niezbędny jest rygorystyczny i dokładny sprzęt do testowania czułości.
Krzywa charakterystyki obciążenia mierzy krzywą siła-ładunek i błąd liniowości (%FSO) podczas załadunku i rozładunku przy szerokości głowicy ładującej o szerokości 100 mm przyłożonej do czujnika w dowolnym położeniu.
Krzywa charakterystyki płaskości sygnału mierzy wartość czułości podczas obciążenia wzdłuż kierunku długości czujnika (bez powierzchni nośnej) przy użyciu głowicy dociskowej o szerokości 50 mm i sile 8000N, przy czym wartości czułości uzyskane w każdym punkcie testowym obciążenia służą do obliczenia sygnału płaskość wzdłuż kierunku długości czujnika.
Jednakże niektórzy producenci celowo używają głowicy ciśnieniowej o szerokości 250 mm do testowania płaskości sygnału, co odpowiada 5-krotnemu uśrednieniu krzywej charakterystycznej, co skutkuje fałszywą dokładnością wynoszącą 1%. Tylko sygnały uzyskane podczas pomiarów obciążenia przy użyciu głowicy ciśnieniowej o szerokości 50 mm mogą naprawdę odzwierciedlać dokładność i jakość czujnika.
Enviko Technology Co., Ltd
E-mail: info@enviko-tech.com
https://www.envikotech.com
Biuro w Chengdu: nr 2004, jednostka 1, budynek 2, nr 158, Tianfu 4th Street, strefa zaawansowanych technologii, Chengdu
Biuro w Hongkongu: 8F, budynek Cheung Wang, 251 San Wui Street, Hongkong
Fabryka: Budynek 36, strefa przemysłowa Jinjialin, miasto Mianyang, prowincja Syczuan
Czas publikacji: 8 kwietnia 2024 r
